כל מה שמרוכז מגביר את האנרגיה שלו, עקרון שאלברט איינשטיין החל ללמוד בשנת 1917. מושג זה פותח מאוחר יותר על ידי הפיזיקאים צ'ארלס ה. טאונס, ניקולאי באסוב ואלכסנדר פרוחורוב, שזכו בפרס נובל ב-1964 על יצירת אבות הטיפוס הראשונים של הלייזר. אולם כבר בשנת 1950, הפיזיקאי הצרפתי אלפרד קסטלר הציג את המושג "שאיבה אופטית", והניח את היסודות לחידושים יוצאי הדופן הללו.
LASER הוא ראשי התיבות של הגברה קלה על ידי פליטת קרינה מגורה, או הגברה של אור באמצעות פליטת קרינה מגורה.
נחת יסוד
המחקר שלי על העקרונות והיישומים של קרן הלייזר, התייעצות עם מקורות מוסמכים כגון מדעים e greelane.com, הדגישו את ההשפעה המהפכנית של המצאה זו. הלייזר שינה מגזרים רבים, מרפואה לטלקומוניקציה, מתעשייה לביטחון, עם יישומים שראוי לחקור לעומק נפח שלם. הוא מייצג את אחת התגליות המשמעותיות ביותר של המדע המודרני, הבסיסי לחדשנות טכנולוגית עכשווית.
הלייזר בקצרה
לייזר פועל על ידי יצירת קרן אור שבה כל הפוטונים נעים בצורה מסונכרנת מושלמת. זה קורה הודות לתהליך שנקרא 'פליטה מעוררת', אשר מגביר את האור באמצעות מחזור של השתקפויות בין שתי מראות. התוצאה היא קרן קוהרנטית וממוקדת מאוד.
פעולת הלייזר מבוססת על שימוש באור כדי "להעיר" אלקטרונים בחומר מיוחד, ה אמצעי להרוויח. הודות ל שאיבה אופטית, האלקטרונים מגיעים למצב אנרגיה גבוה יותר. כאשר הם חוזרים למצב אנרגיה נמוך יותר, הם משחררים פוטונים אשר, המשתקפים בין שתי מראות, מעוררים פליטת פוטונים זהים אחרים, ובכך מגבירים את האלומה.
חור באחת המראות מאפשר יציאה של אור קוהרנטי: קרן הלייזר נעה באותה מהירות כמו האור, שבוואקום היא בערך 299.792.458 מטר לשנייה (כ-300.000 קמ"ש).
לא רק גלוי
הלייזר אינו מוגבל לטווח גלוי; יכול ליצור קרינה באורכי גל שונים. לדוגמה, ה maser זהו סוג של לייזר שפולט גלי מיקרו והקדים את הלייזר הגלוי, שנקרא בתחילה "מאזר אופטי". טכנולוגיות דומות הובילו ליצירת מכשירים כמו "לייזר אטומי", שפולט חלקיקים במצבים קוהרנטיים, מה שמרחיב את היישומים של מדע הלייזר.
יישומים צבאיים
כלי נשק אנרגטיים מכוונים, כמו לייזרים, הפכו למוקד מחקר של הפנטגון, שהגביר את המאמצים לפיתוח טכנולוגיות אלו בשנים האחרונות. הכוונה היא לצייד כלי שיט ורכבי יבשה בנשק לייזר, ובכך להגביר את היכולות ההגנתיות וההתקפיות.
הלייזרים זוכים להערכה בצבא בזכות הדיוק, המהירות והרבגוניות שלהם. מערכות נשק High Energy Laser (HEL) מיועדות לנטרל איומים כמו מל"טים, טילים, כלי רכב ולהשמיד חיישני אויב.
בין היתרונות בולטות מהירות הפעולה ו"התחמושת הבלתי מוגבלת", כאשר המגבלות נוגעות לצריכת האנרגיה הגבוהה (חום) ורגישות לאבק ולתנאי אטמוספירה. יישומים אחרים כוללים אויבים מסנוורים זמנית וחיישני חסימה. בעתיד, ניתן יהיה להשתמש בלייזרים כדי לנטרל לווייני אויב, ליירט מטאורים או לפתח טכנולוגיות חלקיקים, ולהרחיב עוד יותר את תפקידם האסטרטגי.
Comunicazioni
הלייזר מקבל תפקיד מכריע בתקשורת הצבאית בשל מהירותו, בטיחותו ויכולתו להעביר נתונים למרחקים ארוכים. הוא משמש לתקשורת מאובטחת במהירות גבוהה שקשה ליירט. טכנולוגיות לייזר למרחקים ארוכים, כגון אופטיקה של שטח פנוי, מאפשרים שידורים בין לוויינים ותחנות אדמה, הפחתת הפרעות ושיפור האמינות.
בתרחישים עוינים, לייזרים, לפי מה שאנו למדים, עם זאת פחות פגיעים להפרעות אטמוספריות ולהפרעות אלקטרוניות, מה שהופך אותם לאידיאליים עבור פעולות לוחמה אלקטרונית.
מיגון אלקטרוני
אפשר ליצור קרן לייזר "בועת ריבה", הפועלת על ידי יצירת הפרעות או סנוור של חיישנים אופטיים של האויב, כמו מצלמות, מכ"מים או כוונות אינפרא אדום. כמה לייזרים בעלי הספק נמוך כבר פועלים. עם זאת, יצירת בועת הפרעות בקנה מידה גדול הוא עדיין אתגר טכנולוגי, בשל מגבלות הספק, תנאי אטמוספירה והצורך בדייקנות גבוהה.
מאז המצאתו, הלייזר חולל מהפכה באינספור תעשיות, ודחק את גבולות החדשנות. בין אם הצלת חיים בחדר הניתוח או הגנה על מרחבים אסטרטגיים, הטכנולוגיה הזו היא דוגמה מצוינת לאופן שבו אנרגיה מרוכזת יכולה לשנות את העולם שלנו.
צילום: חיל האוויר האמריקאי / הצי האמריקני / נאס"א
